Šta se dešava sa genima nakon smrti

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 03:49

Neke ćelije ostaju aktivne danima ili čak nedeljama nakon što telo umre.

Kako je ovo pitanje proučavano

Prije nego što postanemo sami, prije nego što imamo mozak, naše stanice već aktivno rade: dijele se, diferenciraju, formiraju "cigle", koje će se zatim savijati u cijeli organizam. Ali pokazalo se da oni ne samo da anticipiraju sebe, već nas i nadžive.

Sve je počelo proučavanjem tanatotranskriptoma: gena koji su se aktivno eksprimirali nakon smrti organizma od strane genetičara Aleksandra Požitkova. 2009. godine se obavezao da proučava RNK zebrica nakon njihove smrti. Embrioni ovih tropskih riba su providni i idealni za posmatranje, zbog čega se čuvaju u mnogim laboratorijama. Požitkov je ribu stavio u ledenu vodu, što je dovelo do njihove smrti, a zatim ih vratio u akvarijum sa uobičajenom temperaturom vode - 27,7 ℃.

Tokom naredna četiri dana, izvadio je nekoliko riba iz akvarijuma, zamrznuo ih u tečnom azotu i proučavao njihovu RNK (mRNA). Ovi filamentozni molekuli su uključeni u sintezu proteina. Svaki lanac mRNA je kopija dijela DNK. Zatim je Pozhitkov istraživao i mRNK miševa.

Zajedno sa biohemičarem Peterom Nobleom analizirao je aktivnost mRNA nakon smrti i otkrio iznenađujuću činjenicu. I kod riba i kod miševa, sinteza proteina je opala, kao što se očekivalo. Međutim, sudeći po količini mRNA, proces transkripcije (prenos genetske informacije sa DNK na RNK) je pojačan u oko jedan posto gena.

Neki geni su nastavili da rade i četiri dana nakon smrti organizma.

Drugi naučnici su ispitivali uzorke ljudskog tkiva i otkrili stotine gena koji ostaju aktivni nakon smrti. Na primjer, nakon četiri sata povećana je ekspresija (tj. konverzija nasljedne informacije u RNK ili protein) gena EGR3, koji stimulira rast. Aktivnost drugih gena fluktuira, uključujući CXCL2. On kodira protein koji signalizira bijelim krvnim zrncima da putuju do mjesta upale tokom infekcije.

Ovo nije samo rezultat različitih transkripcija gena koje se završavaju različitim brzinama, kaže direktor studije Pedro Ferreira. Neka vrsta procesa aktivno regulira posthumnu ekspresiju gena.

Nakon smrti organizma, prve umiru najvažnije, energetski najintenzivnije ćelije - neuroni. Ali periferne ćelije nastavljaju da rade svoj posao danima ili čak nedeljama, u zavisnosti od temperature i stepena raspadanja tela. Istraživači su uspjeli u oporavku ćelija sličnih fibroblastima iz ohlađene kozje kože do 41 dan uginuća životinja kako bi izvukli žive ćelijske kulture iz kozjih ušiju 41 dan nakon uginuća životinje. Bili su u vezivnom tkivu. Ove ćelije ne zahtevaju puno energije, a u običnom frižideru su preživele 41 dan.

Na ćelijskom nivou, smrt organizma nije bitna.

Još nije poznato šta tačno uzrokuje posthumnu ekspresiju gena. Zaista, nakon smrti, kisik i hranjive tvari prestaju ulaziti u stanice. Nova studija Noblea i Požitkova, Različiti obrasci sekvenci u aktivnom postmortem transkriptomu, mogla bi baciti svjetlo na ovo pitanje.

Koristeći originalne podatke o ribama i miševima, Noble je otkrio da se mRNA koja je bila aktivna nakon smrti razlikuje od ostalih mRNA u stanicama. Oko 99% RNK transkripata u ćelijama se brzo uništava nakon smrti organizma. Preostalih 1% sadrži određene nukleotidne sekvence koje se vezuju za molekule koji regulišu mRNA nakon transkripcije. To je vjerovatno ono što podržava posthumnu aktivnost gena.

Naučnici vjeruju da je ovaj mehanizam dio ćelijskog odgovora kada se tijelo može oporaviti od ozbiljne ozljede. Moguće je da ćelije u samrtnoj muci pokušavaju da "otvore sve ventile" kako bi se određeni geni mogli eksprimirati. Na primjer, geni koji reaguju na upalu.

Zašto je važno

Razumijevanje mehanizama koji stoje iza postmortem aktivnosti gena utjecat će na transplantaciju organa, genetska istraživanja i forenziku. Na primjer, Pedro Ferreira i njegove kolege uspjeli su precizno odrediti vrijeme smrti organizma, oslanjajući se samo na posthumne promjene u ekspresiji gena. Ovo može biti korisno prilikom istrage ubistava.

Međutim, u ovom eksperimentu naučnici su znali da tkiva koja su proučavana pripadaju donatorima bez patologija i da su pohranjena u idealnim uslovima. U stvarnom životu, mnogi faktori mogu uticati na transkripciju RNK, od bolesti u tijelu do temperature okoline i vremena koje je proteklo prije uzorkovanja. Ova metoda istraživanja do sada nije spremna za upotrebu u pravnim postupcima.

Noble i Požitkov vjeruju da će ova otkrića biti korisna i u transplantaciji organa.

Organi donora su neko vrijeme izvan tijela. Možda RNK u njima počinje slati iste signale kao u slučaju smrti. Prema Požitkovu, to može uticati na zdravlje pacijenata koji su primili novi organ. Imaju povećanu učestalost raka u odnosu na opću populaciju. Možda stvar nije u lijekovima koji potiskuju imunološki sistem koje moraju uzimati, već u postmortalnim procesima u transplantiranom organu. Još nema tačnih podataka, ali istraživači razmatraju pohranjivanje organa za transplantaciju ne na hladnom, već na umjetnom održavanju života.